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心筋細胞の駆動力を電気エネルギーに変換するナノファイバー型バイオ発電素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16651081
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 マイクロ・ナノデバイス
研究機関(財)神奈川科学技術アカデミー

研究代表者

渡慶次 学  (財)神奈川科学技術アカデミー, 光科学重点研究室・マイクロ化学グループ, 非常勤研究員 (60311437)

研究分担者 森島 圭祐  東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究部, 助教授 (60359114)
佐藤 宏司  独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス部門, 研究員 (70344166)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2004年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
キーワード心筋細胞 / バイオアクチュエータ / バイオ発電 / 圧電ファイバー / 化学エネルギー / 電気エネルギー
研究概要

本研究は、生物の最小単位である細胞というパーツを用いて、微小機械及びナノ材料と結びつけるという全く新しい概念に基づいて、デバイス設計を行う斬新な試みである。これまでに様々なMEMSデバイス、発電素子、燃料電池が提案されてきたが、提案するデバイスは従来とは全く異なるアプローチによる独創的な新原理デバイスである。細胞と無機材料を融合させ、生体自ら発生するエネルギーやリズムを運動エネルギー、電気エネルギーに変換するという生体融合機能デバイスの創成である。
そこで、心筋細胞を駆動源として、細胞を用いた柔らかいマイクロアクチュエータを実現できると考え,デバイスの設計及び基礎実験を行ってきた。細胞そのものを材料として、力学的機能と化学的機能を持ち合わせた新規なアクチュエータであり、構想及びデバイスの基本原理は非常に独創的である。基礎実験により、化学エネルギー(グルコース・酸素供給)だけで動作するアクチュエータを既に確認しており、試作したバイオマイクロアクチュエータの発生力は細胞あたり数nNから数十μNという大きな力を発生することが分かった。そこで、ナイロン糸上での心筋細胞の接着性をみるために,ナイロン糸上での心筋細胞培養実験を行った。ナイロン糸に接着している心筋細胞が観察でき,培養2日後には,拍動も確認できた。圧電ファイバーの伸縮応答実験より,心筋細胞を効率よくナイロン糸上に配向させることができれば,電圧が得られることがわかった。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2006 2004

すべて 図書 (2件)

  • [図書] ナノオプティクス・ナノフォトニクスのすべて"力学的・化学的機能を有する生体組織集積化バイオMEMSの開発"(河田聡監修)2006

    • 著者名/発表者名
      森島圭祐
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      フロンティア出版
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] バイオマイクロシステムの開発「バイオチップの最新技術と応用」(松永是監修),第5章2.,PP.249-2592004

    • 著者名/発表者名
      森島圭祐
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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